산업 IT

야곱의 사다리

내 안의 미친 과학자 본성을 깨워 보자.




제작시간: 4시간
제작비용: 125달러
난이도: ●●○○○

올해는 가장 위대한 괴물 영화 중 하나로 할 수 있는 <프랑켄슈타인>이 개봉한 지 85주년이 되는 해다. 이 고전 영화에는 지금은 공포 영화의 클리셰가 된 몇 가지 장치가 나온다. 몸에 잘 맞지 않는 실험실 가운을 입은 정신 나간 과학자, 횃불을 든 성난 군중들, 그리고 사물의 성질을 바꿀 만큼 힘이 센 고압 전기가 그것이다.

이 영화에는 여러 가지 놀라운 기계들도 나온다. 그 중에는 현실에 존재하는 것도 있고 가상의 물건도 있지만, 가장 눈에 띄는 것을 꼽으라면 역시 야곱의 사다리가 아닐까 싶다. 두 가닥의 철사로 되어 있는 야곱의 사다리를 작동시키면 두 철사 사이에 플라즈마 아크가 발생하고, 아크는 서서히 위로 올라간다. 그 이면에 숨어 있는 과학 원리는 간단하다.


도체들(이 경우에는 두 철사) 사이에 전압이 가해지면, 양면의 전자가 음면으로 도약하는 것이다. 물론 이를 위해선 철사 사이에 있는 공기라는 절연체를 극복해야 한다. 전압을 충분히 높이면 전자는 자유롭게 튀어 달아나 공기를 플라즈마로 바꾼다. 플라즈마는 엄청난 전도체이기 때문에, 두 철사 사이에 아크를 만든다. 플라즈마 주변의 가열된 공기는 그 위의 공기보다 밀도가 낮으므로 위로 올라간다. 전자는 그 공기를 따라가며 이 아크를 위로 밀어 올린다. 이 효과를 이용하면 아주 볼만한 영화용 소품, 그리고 더욱 볼만한 나만의 볼거리를 만들 수 있다.

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Warning: 환기가 잘 되는 곳에서 실시하라. 변압기에 전원이 연결되어 있을 땐 전극을 만지지 말고, 전극으로부터 30cm 이내에 들어가지 말라. 이를 어겼다가는 부상은 물론 사망까지도 초래할 수 있다.



- 9,000~15,000볼트 네온사인 변압기
- 3포지션 단자판 - No. 10 단자 나사
- 합판 (60×30×1.2cm) - 35cm 길이의 No. 10 무피복 구리 전선
- 1메가옴 저항 2개
- 16게이지 절연선
- 2.5cm 길이의 No. 10 볼트와 무두 나사
- 20리터 들이 폴리카보네이트 용기



1 시작하기 전 변압기 전원을 완전히 차단한다.
2 합판의 중앙에 No. 10 나사로 단자판을 결합한다.
3 10 게이지 구리 전선을 단자판에 연결한다. 두 전선 사이에 하나의 단자를 남겨놓는다. 이 전선들은 전극 역할을 하게 된다.
4 두 전선 사이의 단자에서 나사를 제거하고, 이를 No. 10 무두 볼트로 교체한다.
5 두 전선을 수직으로 세우고, 볼트로부터 1cm 거리를 둔다. 그리고 맨 위쪽 두 전선 사이에는 6cm 거리를 둔다.
6 두 저항을 납땜 연결한다. 한 저항은 전극 단자에 연결하고, 다른 한 저항은 볼트 단자에 연결한다.
7 변압기의 양극 단자와 음극 단자를 16게이지 전선을 이용해 두 전선에 하나씩 연결한다.
8 변압기 케이스가 접지되었는지 확인한다. 접지용 나사가 있다면 전기 플러그의 어스 도체에 이 나사를 연결한다.
9 안전을 위해 전극을 투명 용기로 감싼다.
10 전극으로부터 충분히 떨어진 후 변압기의 전원을 넣는다. 볼트에서 플라즈마 호가 생겨 전극을 타고 올라가고, 다 올라가 사라지면 바닥에 또 하나가 생긴다.

파퓰러사이언스
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